Биомасса - Biomass

Биомасса - это растительный или животный материал, используемый в качестве топлива для производства электроэнергии или тепла . Примерами являются древесина, энергетические культуры и отходы лесов, дворов или ферм. Поскольку биомасса технически может использоваться непосредственно в качестве топлива (например, дрова), некоторые люди используют термины «биомасса» и « биотопливо» как синонимы. Чаще всего слово «биомасса» просто обозначает биологическое сырье, из которого изготовлено топливо. Слово «биотопливо» обычно используется для обозначения жидкого или газообразного топлива, используемого для транспорта. Управление энергетической информации США (EIA) следует этой практике присвоения имен.

МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) определяет биоэнергетику как возобновляемый вид энергии. В 2017 году МЭА (Международное энергетическое агентство) охарактеризовало биоэнергетику как наиболее важный источник возобновляемой энергии. МЭА также утверждает, что текущие темпы развертывания биоэнергетики намного ниже уровней, требуемых в сценариях с низким уровнем выбросов углерода, и что срочно необходимо ускоренное развертывание. Исследователи оспаривают, что использование лесной биомассы для получения энергии не имеет выбросов углерода .

Сырье для биомассы

Тюки соломы

Древесина и древесные отходы сегодня являются крупнейшим источником энергии из биомассы. Древесину можно использовать в качестве топлива напрямую или перерабатывать в пеллеты или другие виды топлива. В качестве топлива можно использовать и другие растения, например кукурузу , просо , мискантус и бамбук . Основными отходами энергетического сырья являются древесные отходы, сельскохозяйственные отходы , твердые бытовые отходы , производственные отходы и свалочный газ . Осадок сточных вод - еще один источник биомассы. В настоящее время ведутся исследования с участием водорослей или биомассы, полученной из водорослей. Другое сырье для биомассы - это ферменты или бактерии из различных источников, выращенные в клеточных культурах или гидропонике .

Биомасса также используется для производства волокон и промышленных химикатов .

В зависимости от источника биомассы биотопливо подразделяется на три основные категории:

Биотопливо первого поколения получают из пищевых источников, таких как сахарный тростник и кукурузный крахмал . Сахара, присутствующие в этой биомассе, ферментируются для производства биоэтанола , спиртового топлива, которое служит добавкой к бензину, или в топливном элементе для производства электроэнергии.

В биотопливе второго поколения используются непродовольственные источники биомассы, такие как многолетние энергетические культуры (культуры с низким потреблением ресурсов) и сельскохозяйственные / муниципальные отходы. Сторонники утверждают, что у биотоплива второго поколения есть огромный потенциал. Биотопливо третьего поколения относится к тем, которые получают из микроводорослей.

Преобразование биомассы

Завод биомассы в Шотландии.

Повышение качества необработанной биомассы до топлива более высокого качества может быть достигнуто с помощью различных методов, которые широко классифицируются как термические, химические или биохимические.

Тепловые преобразования

В процессах термической конверсии в качестве основного механизма превращения биомассы в более качественное и практичное топливо используется тепло. Основными альтернативами являются торрефикация , пиролиз и газификация , они разделены, главным образом, по степени протекания соответствующих химических реакций (в основном контролируемых доступностью кислорода и температурой конверсии).

Существуют и другие менее распространенные, более экспериментальные или запатентованные термические процессы, которые могут дать преимущества, такие как гидротермальная обработка . Некоторые из них были разработаны для использования на биомассе с высоким содержанием влаги, включая водные суспензии, и позволяют преобразовывать их в более удобные формы.

Химическая конверсия

Для преобразования биомассы в другие формы можно использовать ряд химических процессов, например, для производства топлива, которое более практично хранить, транспортировать и использовать, или для использования некоторых свойств самого процесса. Многие из этих процессов в значительной степени основаны на аналогичных процессах на основе угля, таких как синтез Фишера-Тропша . Биомасса может быть преобразована в различные химические продукты.

Биохимическая конверсия

Поскольку биомасса является природным материалом, в природе разработано множество высокоэффективных биохимических процессов для расщепления молекул, из которых состоит биомасса, и можно использовать многие из этих процессов биохимического преобразования. В большинстве случаев микроорганизмы используются для выполнения процесса преобразования: анаэробного сбраживания , ферментации и компостирования .

Гликозидгидролазы - это ферменты, участвующие в разложении основной части биомассы, такой как полисахариды, присутствующие в крахмале и лигноцеллюлозе. Термостабильные варианты становятся все более популярными в качестве катализаторов в процессах биологической переработки , поскольку непокорная биомасса часто требует термической обработки для более эффективного разложения.

Электрохимические превращения

Биомассу можно напрямую преобразовать в электрическую энергию посредством электрохимического (электрокаталитического) окисления материала. Это может быть осуществлено непосредственно в прямом топливном элементе углерода , прямые топливные элементы жидкости , такой как прямой этанол топливного элемента , в прямой метанола топливный элемент , прямой кислоты топливный элемент муравьиная , A L-аскорбиновая кислота топливных элементов (витамин С топливный элемент), и микробный топливный элемент . Топливо также может потребляться косвенно через систему топливных элементов , содержащую риформинг, который преобразует биомассу в смесь CO и H 2, прежде чем она будет израсходована в топливном элементе.

Углеродная нейтральность для лесной биомассы

Выбросы парниковых газов от производства и транспортировки древесных пеллет (Hanssen et al., 2017).

МЭА определяет углеродный нейтралитет и углеродный отрицательный фактор следующим образом: «Углеродный нейтралитет или« чистый ноль »означает, что любой CO 2, выбрасываемый в атмосферу в результате деятельности человека, уравновешивается удалением эквивалентного количества. Чтобы стать углеродно-отрицательным, компания, сектор или страна должны удалить из атмосферы больше CO 2, чем они выбрасывают ». Фактическая углеродоемкость биомассы зависит от технологий производства и длины транспортировки. По данным ЕС, типичная экономия выбросов парниковых газов при замене ископаемого топлива древесными гранулами из лесных остатков составляет 77% при расстоянии транспортировки от 0 до 500 км, а также 77% при расстоянии транспортировки от 500 до 2500 км, 75% при расстоянии от 2500 до 10 000 км и 69% при расстоянии более 10 000 км. При использовании стволовой древесины экономия изменяется незначительно, от 70 до 77%. При использовании отходов деревообрабатывающей промышленности экономия увеличивается до 79–87%.

Аналогичным образом, Hanssen et al. утверждают, что сокращение выбросов парниковых газов от древесных пеллет, производимых на юго-востоке США и отправляемых в ЕС, составляет от 65 до 75% по сравнению с ископаемым топливом. По их оценкам, средние чистые выбросы парниковых газов от древесных пеллет, импортируемых из США и сжигаемых для производства электроэнергии в ЕС, составляют примерно 0,2 кг эквивалента CO 2 на кВтч, в то время как средние выбросы от смеси ископаемых видов топлива, которые в настоящее время сжигаются для производства электроэнергии в ЕС. составляет 0,67 кг CO 2 -экв на кВтч (см. диаграмму справа). Выбросы морского транспорта составляют 7% от выбросов ископаемого топлива на произведенный кВтч (что эквивалентно 93 кг CO 2 -экв / т против 1288 кг CO 2 / т).

По оценкам IEA Bioenergy, в сценарии, когда канадские древесные гранулы используются для полной замены угля на европейской угольной электростанции, удельные выбросы, возникающие при транспортировке гранул по океану, идущему из Ванкувера в Роттердам, составляют примерно 2% от общего объема выбросов завода. выбросы, связанные с углем.

Больше CO 2 при сжигании древесины, чем при сжигании угля

При сжигании в установках для сжигания с такой же эффективностью преобразования тепла в электричество сухая древесина в печи выделяет немного меньше CO 2 на единицу произведенного тепла по сравнению с сухим углем в печи. Однако многие установки для сжигания биомассы относительно малы и неэффективны по сравнению с обычно гораздо более крупными угольными установками. Кроме того, сырая биомасса может иметь более высокое содержание влаги по сравнению с некоторыми распространенными типами угля. В этом случае большая часть внутренней энергии древесины должна тратиться исключительно на испарение влаги по сравнению с более сухим углем, а это означает, что количество CO 2, выделяемого на единицу произведенного тепла, будет выше.

Угольный порт в России.

Некоторые исследовательские группы (например, Chatham House) поэтому утверждают, что «[...] использование древесной биомассы для получения энергии приведет к более высоким уровням выбросов, чем уголь [...]».

Количество выделяемого «дополнительного» CO 2 зависит от местных факторов. Некоторые исследовательские группы оценивают относительно низкие дополнительные выбросы. Например, IEA Bioenergy оценивает 10%. Группа консультантов по биоэнергетике FutureMetrics утверждает, что древесные гранулы с содержанием влаги 6% выделяют на 22% меньше CO 2 при том же количестве произведенного тепла по сравнению с полубитуминозным углем с влажностью 15%, когда оба топлива сжигаются на объектах с одинаковой конверсией. КПД (здесь 37%). Точно так же они заявляют, что «[…] высушенная древесина при [влажности] менее 20% имеет такой же или меньший выброс CO 2 на MMBTU [миллион британских тепловых единиц ], как и большинство углей. Древесные гранулы с содержанием MC менее 10% приводят к меньшим выбросам CO 2, чем любой уголь при прочих равных условиях ». (Содержание влаги в древесных гранулах обычно ниже 10%, как определено в стандарте ISO 17225-2: 2014.) Однако, когда вместо этого используется сырая древесная щепа (содержание влаги 45%), эта древесная биомасса выделяет на 9% больше CO 2. чем уголь в целом, на такое же количество произведенного тепла. По данным Центра исследований угольных технологий штата Индиана, антрацит угольного типа обычно содержит менее 15% влаги, битуминозный - 2–15%, полубитуминозный - 10–45% и лигнит - 30–60%. Самый распространенный тип угля в Европе - бурый уголь.

Другие исследовательские группы оценивают относительно высокие дополнительные выбросы. Центр наук о сохранении природы Маномет, например, утверждает, что для небольших коммунальных предприятий, с эффективностью преобразования 32% для угля и 20-25% для биомассы, выбросы угля на 31% меньше, чем для древесной щепы. Предполагаемое содержание влаги в древесной щепе составляет 45%, как указано выше. Предполагаемое содержание влаги для угля не приводится.

МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) поставила свои оценки «дополнительного CO 2 » для биомассы примерно на 16% больше для древесины по сравнению с углем в целом, что где-то посередине по сравнению с оценками, приведенными выше. Они утверждают, что сосредоточение внимания на валовых выбросах упускает из виду, что имеет значение чистый эффект выбросов и поглощения, вместе взятых: «Оценка только валовых выбросов создает искаженное представление о человеческом воздействии на углеродный цикл земельного сектора . Хотя заготовка древесины и топливной древесины, а также изменения в землепользовании (обезлесение) вносят свой вклад в валовые выбросы, для количественной оценки воздействия на атмосферу необходимо оценить чистые выбросы, то есть баланс валовых выбросов и валового удаления углерода из атмосферу через заросли леса […] ».

Пеллетный завод в Германии.

МЭА Bioenergy приводит аналогичный аргумент: «Неверно определять влияние использования биомассы для получения энергии на изменение климата, сравнивая выбросы парниковых газов в точке сгорания». Они также утверждают, что «[…] неуместное сосредоточение внимания на выбросах в точке сгорания стирает различие между ископаемым и биогенным углеродом и препятствует правильной оценке того, как вытеснение ископаемого топлива биомассой влияет на развитие концентраций парниковых газов в атмосфере». МЭА Bioenergy пришло к выводу, что дополнительный CO 2 из биомассы «[…] не имеет значения, если биомасса получена из устойчиво управляемых лесов».

Что такое устойчиво управляемые леса? МГЭИК пишет: «Устойчивое управление лесами (УУЛ) определяется как« управление и использование лесов и лесных земель таким образом и со скоростью, которая поддерживает их биоразнообразие, продуктивность, способность к восстановлению, жизнеспособность и их потенциал для выполнения, сейчас и в будущем соответствующие экологические, экономические и социальные функции на местном, национальном и глобальном уровнях, и это не наносит ущерба другим экосистемам »[…]. Это определение УЛП было разработано Конференцией министров по защите лесов в Европе и с тех пор было принято Продовольственной и сельскохозяйственной организацией [Организации Объединенных Наций (ФАО)] ». Кроме того, МГЭИК пишет: «Устойчивое управление лесами может предотвратить обезлесение, поддерживать и увеличивать поглотители углерода и может способствовать достижению целей по сокращению выбросов парниковых газов. Устойчивое лесопользование приносит социально-экономические выгоды и дает волокно, древесину и биомассу для удовлетворения растущих потребностей общества ».

В контексте сокращения выбросов CO 2 ключевым показателем устойчивости является размер накопленного в лесах углерода. В исследовательском документе для ФАО Рейд Майнер пишет: «Основная цель всех программ устойчивого управления в производственных лесах - достичь долгосрочного баланса между вырубкой и отрастанием. […] [T] практический эффект от поддержания баланса между вырубкой и возобновлением выращивания заключается в поддержании долгосрочного стабильного накопления углерода в управляемых лесах ».

По данным ФАО, в мировом масштабе запас углерода в лесах снизился на 0,9%, а лесной покров на 4,2% в период с 1990 по 2020 год. МГЭИК заявляет, что существуют разногласия по поводу того, сокращается ли глобальный лесной массив или нет, и цитирует исследования, показывающие, что лесной покров увеличился на 7,1% в период с 1982 по 2016 год. МГЭИК пишет: «В то время как запасы углерода биомассы над землей, по оценкам, сокращаются в тропиков, они увеличиваются во всем мире из-за увеличения запасов в лесах умеренного и северного пояса […] ».

Защита леса

Старовозрастные еловые леса во Франции.

Некоторые исследовательские группы, похоже, хотят большего, чем «просто» устойчиво управляемые леса, они хотят реализовать весь потенциал лесов для хранения углерода. Например, EASAC пишет: «Существует реальная опасность того, что нынешняя политика чрезмерно делает упор на использование лесов для производства энергии вместо увеличения лесных запасов для хранения углерода». Кроме того, они утверждают, что «[…] именно более старые леса с более длительным севооборотом и охраняемые старовозрастные леса демонстрируют самые высокие накопления углерода». Chatham House утверждает, что старые деревья имеют очень высокое поглощение углерода, и что вырубка старых деревьев означает, что этот большой потенциал поглощения углерода в будущем теряется. Кроме того, они утверждают, что из-за уборки урожая происходит потеря углерода в почве.

Исследования показывают, что старые деревья поглощают больше CO 2, чем молодые, из-за большей площади листьев у взрослых деревьев. Тем не менее, старый лес (в целом), в конечном счете остановить поглощения CO 2 , поскольку СО 2 выбросы от мертвых деревьев сокращаются CO остающихся живых деревьев 2 абсорбцию. Старые леса (или древостои) также уязвимы для природных нарушений, которые производят CO 2 . МГЭИК пишет: «Когда растительность созревает или когда растительность и почвенные резервуары углерода достигают насыщения, ежегодное удаление CO 2 из атмосферы снижается до нуля, в то время как запасы углерода могут поддерживаться (высокая степень достоверности). Однако накопленный углерод в растительности и почвах находится под угрозой потери (или обратного стока) в будущем, вызванной такими нарушениями, как наводнения, засухи, пожары или нашествия вредителей, или неэффективное управление в будущем (высокая степень достоверности) ». Подводя итоги, МГЭИК пишет, что «[…] ландшафты с более старыми лесами накопили больше углерода, но их сила поглощения уменьшается, в то время как ландшафты с более молодыми лесами содержат меньше углерода, но они удаляют CO 2 из атмосферы с гораздо большей скоростью [.. .]. » Что касается углерода в почве, МГЭИК пишет: «Недавние исследования показывают, что влияние действий по управлению лесным хозяйством на запасы углерода в почве может быть трудным для количественной оценки, а зарегистрированные эффекты были переменными и даже противоречивыми (см. Вставку 4.3a)». Поскольку «нынешней научной базы недостаточно», МГЭИК в настоящее время не предоставляет коэффициенты выбросов углерода в почве для управления лесным хозяйством.

Что касается чистого климатического эффекта преобразования естественных лесов в управляемые, МГЭИК утверждает, что он может колебаться в обоих направлениях: «УЛП [устойчивое управление лесами], применяемое в ландшафтном масштабе к существующим неуправляемым лесам, может сначала снизить средний запас углерода в лесах, а затем увеличить скорость, с которой CO 2 удаляется из атмосферы, потому что чистая продукция лесных насаждений экосистемой наиболее высока в промежуточных возрастах насаждений (Курц и др., 2013; Волкова и др., 2018; Танг и др., 2014). Чистое воздействие на атмосферу зависит от величины сокращения накоплений углерода, судьбы собранной биомассы (т. Е. Использования в короткоживущих или долгоживущих продуктах и ​​для биоэнергетики и, следовательно, замещения выбросов, связанных с использованием строительных материалов с высоким содержанием парниковых газов. и ископаемое топливо), а также скорость возобновления роста. Таким образом, воздействие УЛП на один индикатор (например, прошлое сокращение накоплений углерода в лесном ландшафте) может быть отрицательным, в то время как воздействие на другой индикатор (например, текущая продуктивность лесов и скорость удаления CO 2 из атмосферы, отказ от ископаемого топлива выбросы) могут быть положительными. Устойчиво управляемые лесные ландшафты могут иметь более низкую плотность углерода биомассы, чем неуправляемые леса, но молодые леса могут иметь более высокие темпы роста и, следовательно, вносить более значительный сток углерода, чем старые леса (Trofymow et al. 2008; Volkova et al. 2018; Poorter et al. al. 2016). »

Другими словами, существует компромисс между преимуществами максимального накопления углерода в лесах, не поглощающего больше углерода, и выгодами от того, что часть этого накопления углерода «разблокирована» и вместо этого работает в качестве инструмента замены возобновляемого ископаемого топлива. . При использовании этот углерод постоянно заменяет углерод в ископаемом топливе, используемом, например, в производстве тепла и базовой нагрузки электроэнергии - секторах, где неэкономично или невозможно использовать прерывистые источники энергии, такие как ветер или солнце. Будучи возобновляемым источником углерода, разблокированная часть постоянно перемещается между лесами и лесными продуктами, такими как пиломатериалы и древесные гранулы. Для каждого цикла он заменяет все больше и больше альтернатив на основе ископаемого топлива, например, цемент и уголь.

Исследователь ФАО Рейд Майнер утверждает, что «конкуренцию» между заблокированным и разблокированным углеродом в лесах побеждает разблокированный углерод: «В долгосрочном плане использование устойчиво производимой лесной биомассы в качестве замены углеродоемких продуктов и ископаемых видов топлива обеспечивает большую долговечность. сокращение выбросов CO 2 в атмосфере по сравнению с сохранением ».

Лес плантации на Гавайях.

Подводя итог вышесказанному, IEA Bioenergy пишет: «Как указывается в нескольких отчетах МГЭИК, леса, управляемые для производства пиломатериалов, биоэнергетики и других древесных продуктов, могут внести больший вклад в смягчение последствий изменения климата, чем леса, управляемые только для сохранения, для трех причины. Во-первых, сила поглощения уменьшается по мере приближения к зрелости заповедных лесов. Во-вторых, изделия из древесины вытесняют материалы с высоким содержанием парниковых газов и ископаемое топливо. В-третьих, углерод в лесах подвержен утрате в результате стихийных бедствий, таких как нашествия насекомых или лесные пожары, что недавно наблюдалось во многих частях мира, включая Австралию и Калифорнию. Управление лесами может помочь увеличить общее количество углерода, улавливаемого в пулах углерода лесов и изделий из древесины, снизить риск потери улавливаемого углерода и сократить использование ископаемого топлива ».

МГЭИК также предлагает, чтобы возможность зарабатывать на жизнь за счет лесного хозяйства стимулировала устойчивые методы ведения лесного хозяйства: «[…] УЛП [устойчивое управление лесами], направленное на обеспечение древесины, волокна, биомассы и недревесных ресурсов, может обеспечить долгосрочные средства к существованию для сообществ. , снизить риск преобразования лесов в нелесные виды использования (поселения, посевы и т. д.) и поддерживать продуктивность земель, тем самым снижая риски деградации земель […] ». Далее: «Обеспечивая долгосрочные средства к существованию для сообществ, устойчивое управление лесами может уменьшить степень преобразования лесов в нелесные виды использования (например, пахотные земли или поселения) (высокая степень достоверности)».

Национальная ассоциация университетских программ лесных ресурсов соглашается: «Исследования показывают, что спрос на древесину помогает сохранить землю в лесу и стимулирует инвестиции в новые и более продуктивные леса, все из которых имеют значительные углеродные выгоды. […] Отсутствие учета влияния рынков и инвестиций на воздействие углерода может исказить характеристику воздействия углерода от энергии лесной биомассы ».

Favero et al. акцентирует внимание на потенциальном увеличении спроса в будущем и утверждает: «Повышенный спрос на биоэнергетику увеличивает запасы углерода в лесах благодаря деятельности по облесению и более интенсивному управлению по сравнению со случаем отсутствия биоэнергетики […] более высокий спрос на биомассу увеличит стоимость лесных угодий, будет стимулировать дополнительные инвестиции в управлении лесным хозяйством и облесением, что приведет к увеличению накопления углерода в лесах со временем ».

Данные ФАО, возможно, подкрепляют приведенные выше аргументы, показывают, что большая часть древесных пеллет производится в регионах, где преобладают устойчиво управляемые леса. Европа (включая Россию) произвела 54% древесных пеллет в мире в 2019 году, а запасы углерода в лесах в этой области увеличились с 158,7 до 172,4 Гт в период с 1990 по 2020 год. Аналогичным образом, Северная Америка произвела 29% пеллет в мире в 2019 году, в то время как запасы углерода в лесах увеличились с 136,6 до 140 Гт за тот же период. Запасы углерода снизились с 94,3 до 80,9 Гт в Африке, с 45,8 до 41,5 Гт в Южной и Юго-Восточной Азии вместе взятых, с 33,4 до 33,1 Гт в Океании, с 5 до 4,1 Гт в Центральной Америке и с 161,8 до 144,8 Гт в Южной Америке. В 2019 году совокупное производство древесных пеллет в этих областях составило 13,2%. Chatham House отвечает на приведенный выше аргумент следующим образом: «Уровни запасов углерода в лесах могут оставаться такими же или увеличиваться по причинам, совершенно не связанным с использованием энергии».

Срок окупаемости углерода

Некоторые исследовательские группы по-прежнему утверждают, что даже если запасы углерода в лесах в Европе и Северной Америке увеличиваются, вырубленным деревьям просто требуется слишком много времени, чтобы вырасти снова. EASAC, например, утверждает, что, поскольку мир находится на пути к достижению согласованной цели повышения температуры на 1,5 градуса уже через десятилетие или около того, CO 2 из сгоревшего круглого леса, который остается в атмосфере в течение многих десятилетий, прежде чем быть повторно поглощен, делает достичь этой цели труднее. Поэтому они предлагают, чтобы ЕС скорректировал свои критерии устойчивости так, чтобы только возобновляемые источники энергии со сроком окупаемости углерода менее 10 лет определялись как устойчивые, например, ветровая, солнечная энергия, биомасса из древесных остатков и рубок ухода за деревьями, которые в противном случае сгорели бы или разложились. относительно быстро, и биомасса от копировальной коры с коротким оборотом (SRC). Chatham House соглашается и вдобавок утверждает, что на шкале температур могут быть переломные моменты, когда потепление ускоряется. Chatham House также утверждает, что для производства пеллет в США используются различные виды круглого леса (в основном балансовая древесина).

FutureMetrics утверждает, что лесникам нет смысла продавать круглый лес пиловочного качества предприятиям по производству окатышей, поскольку они получают гораздо больше денег за эту часть дерева на лесопилках. Лесоводы получают 80-90% своего дохода от круглого леса качества пиловочника (нижняя и более толстая прямая часть ствола дерева) и только 10-15% от балансовой древесины, определяемой как a.) Средней части зрелых деревьев (более тонкая). часть стебля, которая часто немного изгибается, плюс ветви) и б.) прореживание деревьев (вырубка небольших молодых деревьев для повышения продуктивности всего древостоя). Эта малоценная биомасса в основном продается на целлюлозно-бумажные комбинаты для производства бумаги , но в некоторых случаях также и в грануляторы для производства гранул. Пеллеты обычно производятся из остатков лесопиления на участках, где есть лесопилки, и из балансовой древесины на участках, где нет лесопилок.

Chatham House также утверждает, что почти все имеющиеся остатки лесопиления уже используются для производства пеллет, поэтому нет места для расширения. Для того чтобы сектор биоэнергетики значительно расширился в будущем, большая часть заготовленной балансовой древесины должна поступать на грануляторы. Однако заготовка балансовой древесины (прореживание деревьев) исключает возможность старения этих деревьев и, следовательно, максимизирует их способность удерживать углерод. По сравнению с балансовой древесиной, отходы лесопиления имеют более низкие чистые выбросы: «Некоторые виды сырья биомассы могут быть углеродно-нейтральными, по крайней мере, в течение нескольких лет, включая, в частности, остатки лесопиления. Это отходы от других лесохозяйственных операций, которые не предполагают дополнительных лесозаготовок, и если они иным образом будут сожжены как отходы или оставлены гнить, в любом случае произойдет выброс углерода в атмосферу ».

Важной предпосылкой для аргумента «рост деревьев происходит слишком медленно» является точка зрения, что учет углерода должен начинаться, когда деревья из определенных, вырубленных лесных насаждений сжигаются, а не когда деревья в этих насаждениях начинают расти. Именно в рамках этой концепции становится возможным утверждать, что событие сгорания создает углеродный долг, который необходимо погашать путем отрастания вырубленных насаждений.

Если вместо этого предположить, что учет углерода должен начинаться, когда деревья начинают расти, становится невозможным утверждать, что выбросы углерода составляют долг. Например, FutureMetrics утверждает, что собранный углерод - это не долг, а «[…] выгода, полученная за 30 лет управления и роста […]». Однако другие исследователи возражают, что «[…] для климатической политики важно понимание разницы в будущих уровнях атмосферных парниковых газов, с переключением на энергию древесной биомассы и без него. Предыдущий рост леса не имеет отношения к политическому вопросу […] ».

Время паритета парниковых газов для электроэнергии из древесных гранул из разного сырья (Hanssen et al. 2017.)

Некоторые исследователи ограничивают учет углерода определенными лесными насаждениями, игнорируя поглощение углерода в остальной части леса. В отличие от этой практики учета единого древостоя, другие исследователи включают весь лес в свой учет углерода. FutureMetrics, например, утверждает, что весь лес постоянно поглощает CO 2 и, следовательно, немедленно компенсирует относительно небольшие количества биомассы, которые сжигаются в биомассе изо дня в день. Аналогичным образом, IEA Bioenergy критикует EASAC за игнорирование поглощения углерода лесами в целом, отмечая, что нет чистой потери углерода, если годовой урожай не превышает годовой прирост леса.

МГЭИК придерживается аналогичных соображений: «Хотя отдельные насаждения в лесу могут быть либо источниками, либо поглотителями, баланс углерода в лесу определяется суммой чистого баланса всех насаждений». МГЭИК также заявляет, что единственный универсально применимый подход к учету углерода - это тот, который учитывает как выбросы углерода, так и его абсорбцию (абсорбцию) для всего ландшафта (см. Ниже). При подсчете суммы вычитаются естественные возмущения, такие как пожары и нашествия насекомых, и остается человеческое влияние. Таким образом, весь ландшафт работает как прокси для расчета выбросов парниковых газов человека: «В секторе AFOLU [Сельское, лесное и другое землепользование] управление землей используется как наилучшее приближение влияния человека и, следовательно, оценки выбросов и абсорбции на управляемых землях используются в качестве прокси для антропогенных выбросов и абсорбции на основании того, что преобладающее антропогенное воздействие происходит на управляемых землях (см. Том 4, Глава 1). Это обеспечивает последовательность, сопоставимость и прозрачность оценки. Этот подход, именуемый прокси управляемыми землями (MLP), в настоящее время признан МГЭИК как единственный универсально применимый подход к оценке антропогенных выбросов и абсорбции в секторе AFOLU (IPCC 2006, IPCC 2010) ».

Hanssen et al. отмечает, что при сравнении продолжающегося производства древесных пеллет с потенциальным изменением политики, когда лес вместо этого защищен, большинство исследователей оценивают диапазон времени углеродного паритета (окупаемости) для сожженных древесных пеллет в течение 20–50 лет. Но если вместо этого сравнивать продолжающееся производство пеллет с более реалистичными альтернативными сценариями 1.) вместо использования всей собранной биомассы для производства бумаги, целлюлозы или древесных плит, 2.) вообще отказаться от практики прореживания (оставив небольшие деревья в покое, осознав больше их потенциал роста, но в то же время снижает потенциал роста более крупных деревьев), и 3.) оставляя лесные остатки в покое, чтобы они разлагались в лесу с течением времени, а не сжигались почти сразу на электростанциях, в результате что период окупаемости (паритета) углерода для древесных пеллет снижается до 0-21 года во всех сценариях спроса (см. диаграмму справа). Оценка основана на ландшафте, а не на практике учета углерода в отдельных лесонасаждениях.

Краткосрочные и долгосрочные климатические выгоды

Исследователи с обеих сторон соглашаются, что в краткосрочной перспективе выбросы могут вырасти по сравнению со сценарием без использования биоэнергетики. МГЭИК, например, заявляет, что стратегии предотвращения выбросов углерода в лесах всегда дают краткосрочные выгоды для смягчения последствий, но утверждают, что долгосрочные выгоды от устойчивой лесохозяйственной деятельности больше:

По сравнению с исходным уровнем наибольшие краткосрочные выгоды всегда достигаются за счет мероприятий по смягчению воздействия, направленных на предотвращение выбросов […]. Но как только выброса удалось избежать, запасы углерода в этом лесу будут просто поддерживаться или немного увеличиваться. […] В долгосрочной перспективе стратегия устойчивого лесопользования, направленная на поддержание или увеличение запасов углерода в лесах, при одновременном получении годового урожая древесины, волокна или энергии из леса, принесет наибольший устойчивый эффект смягчения последствий.

-  МГЭИК 2007 г.

Точно так же, обращаясь к проблеме климатических последствий для современной биоэнергетики в целом, МГЭИК заявляет: «Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла современных альтернатив биоэнергетики обычно ниже, чем у ископаемых видов топлива […]». Следовательно, большинство путей снижения выбросов парниковых газов МГЭИК включают существенное внедрение биоэнергетических технологий. Ограниченные пути биоэнергетики или их отсутствие приводят к усилению изменения климата или переносу нагрузки по смягчению последствий биоэнергетики на другие секторы. Кроме того, увеличивается стоимость смягчения последствий.

IEA Bioenergy также уделяет приоритетное внимание долгосрочным выгодам: «Обеспокоенность по поводу краткосрочных выбросов не является сильным аргументом в пользу прекращения инвестиций, которые способствуют чистому сокращению выбросов после 2030 года, будь то расширение производства аккумуляторов для поддержки электрификации автопарков, развитие железнодорожной инфраструктуры или развитие систем поставок биомассы и инноваций для производства продуктов на биологической основе, вытесняющих ископаемое топливо, цемент и другие продукты с высоким содержанием парниковых газов. Мы утверждаем, что крайне важно сосредоточить внимание на траектории глобальных выбросов, необходимой для достижения стабилизации климата, признавая возможные компромиссы между краткосрочными и долгосрочными целями сокращения выбросов. Сосредоточение внимания на краткосрочном углеродном балансе может привести к решениям, которые затруднят достижение долгосрочных климатических целей ». МЭА заявляет, что «[…] текущая скорость развертывания биоэнергетики намного ниже уровней, требуемых в сценариях с низким уровнем выбросов углерода. Срочно необходимо ускоренное развертывание для увеличения вклада устойчивой биоэнергетики во все сектора […] ». Они рекомендуют пятикратное увеличение поставок устойчивого сырья для биоэнергетики.

Национальная ассоциация университетских программ лесных ресурсов соглашается и утверждает, что для получения реалистичной оценки совокупных выбросов рекомендуется срок в 100 лет: «Сравнения между выбросами лесной биомассы и выбросами ископаемого топлива во время сжигания и за короткие периоды после этого не учитывают долгосрочное накопление углерода в атмосфере и могут значительно исказить или игнорировать сравнительные воздействия углерода с течением времени. […] Наиболее распространенный временной интервал для измерения воздействия парниковых газов составляет 100 лет, о чем свидетельствует широкое использование 100-летних потенциалов глобального потепления. Этот временной интервал обеспечивает более точный учет совокупных выбросов, чем более короткие интервалы ».

Углеродная нейтральность для энергетических культур

Энергетическая культура Miscanthus x giganteus , Германия.

Как и в случае с лесами, общий объем выбросов и поглощения в эквиваленте CO 2 вместе определяет, является ли проект по выращиванию энергетических культур углеродно-положительным, углеродно-нейтральным или углеродно-отрицательным. Если выбросы при сельском хозяйстве, переработке, транспортировке и сжигании превышают объемы, поглощаемые как над, так и под землей во время роста сельскохозяйственных культур, проект является углеродно-положительным. Аналогичным образом, если общее поглощение с течением времени превышает общие выбросы, проект является углеродно-отрицательным.

Многие проекты по производству биомассы первого поколения являются углеродно-положительными (имеют положительную стоимость жизненного цикла ПГ), особенно если выбросы, вызванные прямым или косвенным изменением землепользования , включены в расчет стоимости ПГ. Однако МГЭИК заявляет, что косвенные эффекты изменения землепользования весьма неопределенны. Некоторые проекты имеют более высокие общие выбросы парниковых газов, чем некоторые альтернативы на основе ископаемого топлива. Транспортное топливо в этом отношении может быть хуже твердого топлива.

Во время роста растений, от нескольких месяцев до десятилетий, CO 2 повторно поглощается новыми растениями. В то время как обычные лесные насаждения имеют время оборота углерода, охватывающее многие десятилетия, лесные насаждения с коротким оборотом (SRF) имеют время оборота 8–20 лет, а короткие лесовосстановления (SRC) - 2–4 года. Период ротации многолетних трав, таких как мискантус или нейпир , составляет 4–12 месяцев. Помимо поглощения CO 2 и хранения его в виде углерода в своей надземной ткани, биомассовые культуры также улавливают углерод под землей, в корнях и почве. Как правило, многолетние культуры улавливают больше углерода, чем однолетние, потому что рост корней может продолжаться в течение многих лет. Кроме того, многолетние культуры избегают ежегодных процедур обработки почвы (вспашка, копка), связанных с выращиванием однолетних культур. Обработка почвы помогает популяциям почвенных микробов разлагать доступный углерод с образованием CO 2 .

Органический углерод в почве был выше под посевами просо проса, чем под возделываемыми пахотными землями, особенно на глубине менее 30 см (12 дюймов). Мета-исследование 138 отдельных исследований, проведенное Харрисом и соавторами, показало, что многолетние травы второго поколения (мискантус и просо), посаженные на пахотных землях, в среднем накапливают в почве в пять раз больше углерода, чем поросль с коротким ротацией или лесные плантации с коротким ротацией. (тополь и ива).

McCalmont et al. сравнил ряд отдельных европейских отчетов об улавливании углерода Miscanthus x giganteus и обнаружил, что скорость накопления колеблется от 0,42 до 3,8 тонны на гектар в год при средней скорости накопления 1,84 тонны (0,74 тонны на акр в год), или 25% от общее количество собираемого углерода в год. При использовании в качестве топлива значительная экономия парниковых газов (ПГ) - даже без учета эффекта парниковых газов, связанного с секвестрацией углерода, топливо из мискантуса имеет стоимость парниковых газов 0,4–1,6 грамма эквивалента CO 2 на мегаджоуль по сравнению с 33 граммами для угля22. для сжиженного природного газа, 16 для газа Северного моря и 4 для древесной щепы, импортируемой в Великобританию из США.

Углеродно-отрицательные (мискантус) и углеродно-положительные (тополь) пути производства.

Аналогичным образом Whitaker et al. утверждают, что культура мискантуса с урожайностью 10 тонн с гектара в год улавливает достаточно углерода под землей, чтобы урожай более чем компенсировал выбросы сельского хозяйства, переработки и транспорта. На диаграмме справа показаны два пути образования мискантуса с отрицательным СО 2 и два пути образования тополя с положительным показателем СО 2 , представленные в граммах эквивалента СО 2 на мегаджоуль. Полосы расположены последовательно и перемещаются вверх и вниз по мере увеличения и уменьшения содержания CO 2 в атмосфере . Серые / синие столбцы представляют выбросы, связанные с сельским хозяйством, переработкой и транспортом, зеленые столбцы представляют изменение углерода в почве, а желтые ромбы представляют общие окончательные выбросы.

Взаимосвязь между урожайностью над землей (диагональные линии), органическим углеродом почвы (ось X) и потенциалом почвы для успешного / неудачного связывания углерода (ось Y). В основном, чем выше урожай, тем больше земли можно использовать в качестве инструмента снижения выбросов парниковых газов (включая относительно богатые углеродом земли).

Успешное связывание зависит от участков посадки, поскольку лучшими для связывания являются почвы с низким содержанием углерода. Разнообразие результатов, отображаемых на графике, подчеркивает этот факт. В Великобритании ожидается успешная секвестрация пахотных земель на большей части территории Англии и Уэльса, с неудачной секвестрацией в некоторых частях Шотландии из-за уже богатых углеродом почв (существующих лесных массивов) плюс более низкой урожайности. Почвы, уже богатые углеродом, включают торфяники и спелые леса.

Milner et al. далее утверждают, что наиболее успешное связывание углерода в Великобритании происходит ниже улучшенных пастбищ . Однако Harris et al. отмечает, что, поскольку содержание углерода в пастбищах значительно различается, степень успешности землепользования меняется от пастбищ к многолетним. На нижнем графике отображается расчетная урожайность, необходимая для достижения отрицательного содержания CO 2 для различных уровней существующей углеродной насыщенности почвы. Чем выше выход, тем больше вероятность отрицательного CO 2 .

Воздействие на окружающую среду

Биоразнообразие и загрязнение

Gasparatos et al. рассматривает текущие исследования о побочных эффектах всех видов производства возобновляемой энергии и утверждает, что в целом существует конфликт между "[...] местными / местными целями сохранения и национальной энергетической политикой / приоритетами смягчения последствий изменения климата [.. .]. " Авторы утверждают, что, например, биоразнообразие следует рассматривать как такую ​​же «[...] законную цель зеленой экономики, как сокращение выбросов парниковых газов». Масличная пальма и сахарный тростник являются примерами культур, которые связаны с сокращением биоразнообразия. К другим проблемам относятся загрязнение почвы и воды в результате использования удобрений / пестицидов и выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, в основном в результате сжигания остатков в открытом грунте.

Авторы отмечают, что степень воздействия на окружающую среду «[...] значительно варьируется между различными вариантами энергии биомассы». Для смягчения воздействия они рекомендуют «[...] принять экологически безопасные методы производства биоэнергии, например, ограничить расширение монокультурных плантаций, внедрить безопасные для дикой природы методы производства, установить механизмы контроля загрязнения и проводить непрерывный мониторинг ландшафта». Они также рекомендуют «[...] многофункциональные биоэнергетические ландшафты». Другие меры включают «[...] тщательный выбор исходного сырья, поскольку разные виды сырья могут иметь радикально разные экологические компромиссы. Например, исследования в США показали, что сырье 2-го поколения, выращенное на неоплодотворенных землях, может принести пользу биоразнообразию по сравнению с монокультурным однолетним урожаем. такие культуры, как кукуруза и соя, в которых широко используются агрохимикаты ». Мискантус и просо - примеры таких культур.

Качество воздуха

Традиционное использование древесины в кухонных плитах и ​​открытых кострах производит загрязняющие вещества, которые могут привести к серьезным последствиям для здоровья и окружающей среды. Однако переход к современной биоэнергетике способствует повышению уровня жизни и может снизить деградацию земель и воздействие на экосистемные услуги. По данным IPCC, есть убедительные доказательства того, что современная биоэнергетика оказывает «большое положительное влияние» на качество воздуха. При сжигании на промышленных объектах большинство загрязняющих веществ, образующихся из древесной биомассы, уменьшается на 97-99% по сравнению с открытым сжиганием. Исследование гигантской коричневой дымки, которая периодически покрывает большие площади в Южной Азии, показало, что две трети ее образовались в основном в результате приготовления пищи в жилых помещениях и сельскохозяйственных сжиганий, а одна треть - в результате сжигания ископаемого топлива.

Последствия низкой удельной мощности на поверхности

Хотя в целом считается, что биоэнергетика оказывает чистое сокращающее воздействие на выбросы парниковых газов в глобальном масштабе, рост спроса на биомассу может создать значительное социальное и экологическое давление в местах, где биомасса производится.

Воздействие в первую очередь связано с низкой удельной поверхностной мощностью биомассы (см. Ниже). Низкая удельная мощность на поверхности приводит к тому, что для производства того же количества энергии требуются гораздо большие площади суши, по сравнению, например, с ископаемым топливом. В некоторых случаях большие площади естественных лесов были вырублены незаконно (например, в Румынии и Сибири), а оставшийся лес был подожжен, чтобы скрыть незаконные операции.

Оценка осуществимости замены угля на немецких электростанциях биомассой кустарников, собранной в Намибии, которая подвергается посягательству на более чем 30 миллионов гектаров, вызвала протесты экологических организаций. Организации утверждают, что деревья и кусты накапливают углерод и что при их сжигании выделяется больше CO 2, чем при сжигании угля. Намибийские исследователи утверждают, что посягательство кустарников приводит к снижению доходов фермеров, снижению биоразнообразия, снижению уровня грунтовых вод и вытеснению диких животных. Протесты против экспорта леса для производства биомассы прошли также в Швеции и Канаде. В Миссисипи компания, производящая древесные гранулы для электростанций Великобритании, была оштрафована на 2,5 миллиона долларов за превышение уровня загрязнения летучими органическими соединениями в течение ряда лет. Транспортировка биомассы на большие расстояния критиковалась как расточительная и неустойчивая.

Плотность производства энергии на поверхности биомассы по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии

Чтобы рассчитать требования к землепользованию для различных видов производства электроэнергии, важно знать соответствующие удельные плотности выработки энергии на поверхности. По оценке Вацлава Смила , средняя удельная поверхностная мощность жизненного цикла для производства биомассы, ветра, гидро- и солнечной энергии составляет 0,30 Вт / м 2 , 1 Вт / м 2 , 3 Вт / м 2 и 5 Вт / м 2 , соответственно (мощность в форма тепла для биомассы и электроэнергии для ветра, воды и солнца). Плотность поверхностной мощности в течение жизненного цикла включает землю, используемую всей вспомогательной инфраструктурой, производством, добычей / сбором урожая и выводом из эксплуатации. Ван Залк ​​и др. оценивает 0,08 Вт / м 2 для биомассы, 0,14 Вт / м 2 для гидроэнергетики, 1,84 Вт / м 2 для ветра и 6,63 Вт / м 2 для солнечной энергии ( средние значения, при этом ни один из возобновляемых источников не превышает 10 Вт / м 2 ) . Ископаемый газ имеет самую высокую поверхностную плотность 482 Вт / м 2, в то время как ядерная энергия 240 Вт / м 2 является единственным источником энергии с высокой плотностью и низким содержанием углерода . Среднее потребление энергии людьми на свободных ото льда землях составляет 0,125 Вт / м 2 (вместе тепло и электричество), хотя в городских и промышленных районах оно возрастает до 20 Вт / м 2 .

Растения с низкой урожайностью имеют меньшую удельную поверхностную мощность по сравнению с растениями с высокой урожайностью. Кроме того, когда растения используются только частично, поверхностная плотность падает еще ниже. Так обстоит дело при производстве жидкого топлива. Например, этанол часто получают из сахарного тростника или кукурузного крахмала, а биодизель часто делают из рапсового и соевого масла.

Smil оценивает следующие плотности жидкого топлива:

Пшеничные поля в США.

Спирт этиловый

Реактивное топливо

Биодизель

  • Рапс 0,12 Вт / м 2 (в среднем по ЕС)
  • Рапс (с поправкой на энергозатраты, Нидерланды) 0,08 Вт / м 2
  • Сахарная свекла (с поправкой на энергозатраты, Испания) 0,02 Вт / м 2
Плантация эвкалипта в Индии.

Сжигание твердой биомассы более энергоэффективно, чем сжигание жидкостей, поскольку используется вся установка. Например, кукурузные плантации, производящие твердую биомассу для сжигания, производят более чем в два раза больше энергии на квадратный метр по сравнению с кукурузными плантациями, производящими этанол, когда урожайность такая же: 10 т / га генерируют 0,60 Вт / м 2 и 0,26 Вт / м 2 соответственно.

Сухая биомасса печей в целом, включая древесину, мискантус и волокнистую траву, имеет теплотворную способность примерно 18 ГДж / т. При расчете выработки энергии на квадратный метр каждая т / га урожая сухой биомассы увеличивает выработку электроэнергии плантацией на 0,06 Вт / м 2 . Следовательно, Смил оценивает следующее:

В Бразилии средняя урожайность эвкалипта составляет 21 т / га (1,26 Вт / м 2 ), но в Африке, Индии и Юго-Восточной Азии типичные урожаи эвкалипта ниже 10 т / га (0,6 Вт / м 2 ).

По оценкам ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций), урожайность лесных плантаций составляет от 1 до 25 м 3 с гектара в год во всем мире, что эквивалентно 0,02–0,7 Вт / м 2 (0,4–12,2 т / га):

  • Сосна (Россия) 0,02–0,1 Вт / м 2 (0,4–2 т / га или 1–5 м 3 )
  • Эвкалипт (Аргентина, Бразилия, Чили и Уругвай) 0,5–0,7 Вт / м 2 (7,8–12,2 т / га или 25 м 3 )
  • Тополь (Франция, Италия) 0,2–0,5 Вт / м 2 (2,7–8,4 т / га или 25 м 3 )

По оценке Смила, естественные смешанные леса умеренного пояса дают в среднем 1,5–2 тонны сухого вещества на гектар (2–2,5 м 3 , что эквивалентно 0,1 Вт / м 2 ), в диапазоне от 0,9 м3 в Греции до 6 м 3 во Франции). МГЭИК предоставляет данные о среднем чистом годовом приросте биомассы для естественных лесов во всем мире. Чистый прирост варьируется от 0,1 до 9,3 тонны сухого вещества на гектар в год, при этом в большинстве естественных лесов производится от 1 до 4 тонн, а средний мировой показатель составляет 2,3 тонны. Средний чистый прирост плантационных лесов колеблется от 0,4 до 25 тонн, при этом большинство плантаций дает от 5 до 15 тонн, а средний мировой показатель составляет 9,1 тонны.

Как упоминалось выше, по оценкам Смила, средний мировой показатель по выработке ветровой, гидро- и солнечной энергии составляет 1 Вт / м 2 , 3 Вт / м 2 и 5 Вт / м 2 соответственно. Чтобы соответствовать этой плотности мощности на поверхности, урожайность плантаций должна достигать 17 т / га, 50 т / га и 83 т / га для ветра, воды и солнечной энергии соответственно. Это кажется достижимым для упомянутых выше тропических насаждений (урожайность 20–25 т / га) и для слоновых трав, например, мискантуса (10–40 т / га) и нейпира (15–80 т / га), но маловероятно для лесов и растений. многие другие виды культур биомассы. Чтобы соответствовать среднемировому уровню биотоплива (0,3 Вт / м 2 ), плантации должны производить 5 тонн сухой массы на гектар в год. Если вместо этого использовать оценки Ван Залка для гидро-, ветровой и солнечной энергии (0,14, 1,84 и 6,63 Вт / м 2 соответственно), урожайность плантаций должна составить 2 т / га, 31 т / га и 111 т / га, чтобы конкурировать. Однако только первые два из этих урожаев кажутся достижимыми.

Урожайность необходимо регулировать, чтобы компенсировать количество влаги в биомассе (испарение влаги для достижения точки возгорания обычно является пустой тратой энергии). Влажность соломы или тюков биомассы варьируется в зависимости от влажности окружающего воздуха и возможных мер по предварительной сушке, в то время как пеллеты имеют стандартизованное (определенное ISO) содержание влаги ниже 10% (древесные пеллеты) и ниже 15% (другие пеллеты). Аналогичным образом, потери при передаче по линиям электропередач в мире составляют примерно 8% для ветра, гидро- и солнечной энергии, и их следует учитывать. Если биомасса будет использоваться для производства электроэнергии, а не для производства тепла, обратите внимание, что урожайность должна быть примерно утроена, чтобы конкурировать с ветром, гидро- и солнечной энергией, поскольку текущая эффективность преобразования тепла в электричество составляет всего 30-40%. Если просто сравнить удельную мощность на поверхности без учета стоимости, то такая низкая эффективность преобразования тепла в электричество фактически вытесняет по крайней мере солнечные парки вне досягаемости даже самых урожайных плантаций биомассы с точки зрения удельной мощности на поверхности.

Производство по всему миру

Производство энергии из твердого биотоплива и возобновляемых отходов (МВт)
# Страна 2020 г.
1 Китай Китай 17 784
2 Бразилия Бразилия 15 228
3 Индия Индия 10 518
4 Соединенные Штаты Соединенные Штаты 9 916
5 Объединенное Королевство Объединенное Королевство 5 393
6 Швеция Швеция 4 402
7 Таиланд Таиланд 3 835
8 Германия Германия 2 674
9 Финляндия Финляндия 2 481
10 Канада Канада 2 360
11 Дания Дания 1 990
12 Индонезия Индонезия 1 775
13 Япония Япония 1 470
14 Россия Россия 1 370
15 Франция Франция 1 339
16 Италия Италия 1 174
17 Австрия Австрия 1 085
18 Гватемала Гватемала 1 029
19 Куба Куба 951
20 Испания Испания 855
21 год Южная Корея Южная Корея 822
22 Мексика Мексика 811
23 Малайзия Малайзия 798
24 Польша Польша 797
25 Австралия Австралия 678
26 год Португалия Португалия 646
27 Нидерланды Нидерланды 624
28 год Бельгия Бельгия 591
29 Турция Турция 533
30 Чехия Чехия 472
31 год Пакистан Пакистан 423
32 Уругвай Уругвай 423
33 Чили Чили 410
34 Венгрия Венгрия 397
35 год Тайвань Тайвань 393
36 Вьетнам Вьетнам 378
37 Филиппины Филиппины 339
38 Колумбия Колумбия 316

Смотрите также

Примечания

использованная литература

Источники

  • Пишваи, Мир Саман; Мохсени, Шаян; Байрамзаде, Самира (2021 г.). «Обзор сырья биомассы для производства биотоплива». Биомасса для проектирования цепочки поставок биотоплива и планирования в условиях неопределенности . Эльзевир. DOI : 10.1016 / b978-0-12-820640-9.00001-5 . ISBN 978-0-12-820640-9. S2CID  230567249 .
  • Ахтар, Али; Крепль, Владимир; Иванова, Татьяна (2018-07-05). «Комбинированный обзор сжигания, пиролиза и газификации биомассы». Энергия и топливо . Американское химическое общество (ACS). 32 (7): 7294–7318. DOI : 10.1021 / acs.energyfuels.8b01678 . ISSN  0887-0624 .
  • Лю, Гуанцзянь; Ларсон, Эрик Д .; Уильямс, Роберт Х .; Kreutz, Thomas G .; Го, Сянбо (2011-01-20). "Производство топлива и электроэнергии Фишера-Тропша из угля и биомассы: анализ эффективности и затрат". Энергия и топливо . Американское химическое общество (ACS). 25 (1): 415–437. DOI : 10.1021 / ef101184e . ISSN  0887-0624 .
  • Кале, Петра; Beuch, Steffen; Бёльке, Барбара; Лайнвебер, Питер; Шультен, Ханс-Рольф (ноябрь 2001 г.). «Выращивание мискантуса в Центральной Европе: производство биомассы и влияние на питательные вещества и органическое вещество почвы». Европейский журнал агрономии . 15 (3): 171–184. DOI : 10.1016 / S1161-0301 (01) 00102-2 .
  • Фельтен, Даниэль; Эммерлинг, Кристоф (октябрь 2012 г.). «Накопление углерода, полученного из мискантуса, в почвах в зависимости от глубины почвы и продолжительности землепользования в условиях коммерческого земледелия». Журнал питания растений и почвоведения . 175 (5): 661–670. DOI : 10.1002 / jpln.201100250 .
  • Шварц, Х. (январь 1993 г.). «Производство Miscanthus sinensis 'giganteus' на нескольких участках в Австрии». Биомасса и биоэнергетика . 5 (6): 413–419. DOI : 10.1016 / 0961-9534 (93) 90036-4 .
  • Смил, Вацлав (2008). Энергия в природе и обществе: общая энергетика сложных систем . MIT Press. ISBN 978-0-262-69356-1.
  • Стивенсон, Нидерланды; Das, AJ; Condit, R .; Руссо, ЮВ; Бейкер, П.Дж.; Бекман, Н.Г.; Coomes, DA; Линии, ER; Моррис, WK; Rüger, N .; Álvarez, E .; Blundo, C .; Бунявейчевин, С .; Chuyong, G .; Дэвис, SJ; Duque, Á .; Ewango, CN; Флорес, О .; Франклин, JF; Грау, HR; Hao, Z .; Хармон, Мэн; Хаббелл, ИП; Kenfack, D .; Lin, Y .; Makana, J.-R .; Malizia, A .; Malizia, LR; Pabst, RJ; Pongpattananurak, N .; Su, S.-H .; Вс, IF .; Tan, S .; Thomas, D .; van Mantgem, PJ; Ван, X .; Мудрый, СК; Завала, М.А. (2014-01-15). «Скорость накопления углерода в деревьях непрерывно увеличивается с увеличением размера дерева». Природа . ООО "Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа". 507 (7490): 90–93. Bibcode : 2014Natur.507 ... 90С . DOI : 10,1038 / природа12914 . ISSN  0028-0836 . PMID  24429523 . S2CID  4387375 .

внешние ссылки